Лаб1 по орцс. лаб1 орцс. Введение в спектральный анализ

• Название: Введение в спектральный анализ
• Анкор: Лаб1 по орцс
• Дата: 10.05.2022
• Размер: 228.33 Kb.
• Имя файла: лаб1 орцс.docx
• Тип: Лабораторная работа; #519511

Факультет «Компьютерные технологии и кибербезопасность»

Кафедра «Радиотехника, электроника и телекоммуникации»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

на тему «Введение в спектральный анализ»

по дисциплине «Основы радиотехнических цепей и сигналов»

Выполнил: Алыбаев Досжан

Проверила: Сениор-лектор Кулакаева А.Е.

Алматы 2022

Цель работы:
Цель данного моделирования состоит в демонстрации характеристик и принципа действия анализатора спектра в радиочастотных системах.
Используемые приборы:
- Источник напряжения переменного тока (AC Voltage Source)

- Осциллограф (Oscilloscope)

- Спектральный анализатор (Spectrum Analyzer)
Рабочие формулы:

Uск = U

(1.1)

Порядок выполнения рабочего задания:
1. Соберите схему, изображенную на рисунке 1


Рисунок 1. Схема лабораторной работы
2. Двойным щелчком мыши войдите в меню источника напряжения переменного тока. Выберите закладку Value (значение) и установите амплитуду (Voltage Pk) = 10 В, смещение (Voltage Offset) = 0 В и частоту (Frequency'>Frequency) = 1 кГц. Нажмите OK.(рисунок 2)



Рисунок 2. Установленные значения источника напряжения переменного тока


3. Двойным щелчком мыши войдите в меню Oscilloscope (осциллограф). Установите масштаб временной оси 1 ms/Div и масштаб амплитуд 5 V/Div. Запустите процесс моделирования и пронаблюдайте сигнал частотой 1кГц на графике зависимости амплитуды от времени. Остановите моделирование.(рисунок 3)


Рисунок 3. Показания осциллограмма сигнала частотой 1кГц
4. Во вкладке Frequency(частота), ввожу Start(начальную) и End(конечную) частоты. Так как исследуемая частота равна 1кГц, ввожу Start= 0 Гц и End= 2 кГц. Такой способ установки параметров анализатора спектра называется Frequency Control method (метод частоты) (рисунок. 4)



Рисунок 4. Установка параметров метода частоты

.

5. Запускаю процесс моделирования. Помещаю курсор в центр пика отображаемого спектра (рисунок. 5). Записываю значения частоты и напряжения в таблицу 1.1.


Рисунок 5. Результаты спектрального анализатора
Таблица 1.1 Показания анализатора спектра по схеме

Измеренная частота	Измеренное напряжение, B	Мощность, мВт	Ожидаемая частота, Гц	Ожидаемое линейное напряжение, B
1 кГц	10	100	1 кГц	10
10 кГц	10	99.8	10 кГц	10

Рассчитываем мощность:

P=U²_ск/R=10²/1000=100 мВт

P=U²_ск/R=9.990²/1000=100 мВт
6. Остановите моделирование. Двойным щелчком мыши войдите в источнике напряжения переменного тока и выберите амплитуду (Voltage Pk) = 10 В и Frequency = 10 кГц.(Рисунок 6)



Рисунок 6. Установленные значения


7. Войдите в меню анализатора спектра. Так как текущая исследуемая частота равна 10 кГц, установите параметр Centerfrequency(центральную частоту) в 10 кГц. Установите Span(диапазон измерений) 10 кГц, таким образом получим общий диапазон окна в 10 кГц. Нажмите Enter. Обратите внимание, что значения начальной и конечной частоты вычисляются автоматически. Этот способ называется Span method (метод диапазонов). Оба продемонстрированных метода могут быть использованы только раздельно (не одновременно). (Рисунок 7)


Рисунок 7. Результаты способа метод диапазонов

8. Запустите процесс моделирования и переместите маркер сначала в левую часть окна, затем в правую, обращая внимание, что частоты начала и конца соответствуют Startи Endпараметрам. Для получения значения параметра Span(диапазон), вычтите начальное значение частоты из конечного. Запишите результаты в таблицу 1.2. Проверьте параметры диапазона. Используя рабочую формулу 1.1, вычислите мощность и запишите значения линейного напряжения и мощности, как в п. 5. Заполните таблицу 1.2.
Таблица 1.2 Показания анализатора спектра со значениями (V = 10B, f = 10 кГц)

Частота, Гц	Начальное значение частоты, Гц	Конечное значение частоты, Гц	Измеренный диапазон, Гц	Ожидаемый диапазон, Гц
10 кГц	5 кГц	15 кГц	10 кГц	10 кГц

Дополнительное задание

1. 
   Устанавливаю значения амплитуды источника напряжения переменного тока 1 В и частоты 10 кГц (рисунок 1.1)
   

Рисунок 1.1. Установленные значения

2. Устанавливаю Span(диапазон) = 10 кГц и CenterFrequency(основную частоту)= 8 кГц. Нажмите Enter(рисунок 1.2)



Рисунок 1.2. Результаты спектрального анализатора

3. Проверяю, что начальное и конечные значения частоты соответствуют выбранным значениям диапазона и основной частоты (рисунок. 1.3-1.4)

Рисунок 1.3. Результаты при 3кГц

Рисунок 1.4. Результаты при 13кГц

Рассчитываем:

13кГц - 3кГц = 10кГц
Вывод:

В этой лаборатории изучались характеристики и принцип работы анализатора спектра в радиочастотных системах, частотный метод и метод дальности. Рассчитываются значения мощности и проверяются начальное и конечное значения частоты, соответствующие выбранному диапазону и базовой частоте. На шаге 3 на антиамплитудной временной диаграмме наблюдался сигнал частотой 1 кГц, но амплитудно-временное исследование не дало полной картины компонентов сигнала.